当前，随着疫情防控进入调整转段期，医疗系统迎来了空前的压力测试。此次新冠病毒感染患者收治医院，由于对救治过程中医用氧等保障资源是否满足救治要求考虑不足，收治过程中大都不同程度出现了医用氧供应问题。此外，国家卫健委对各地ICU扩容和改造提出了新的具体要求，呼吸支持设备是ICU的重要硬件设备。基于此很多医院需要对供氧系统进行应急改造。
       本篇内容通过对2020年疫情之初，武汉大学人民医院东院供氧系统的应急改造实例的解析，分析应如何进行应急供氧系统改造，仅供参考。
背景
       2020年初，新冠病毒疫情爆发后，大量新冠病毒感染患者都一定程度上出现肺部损伤、呼吸困难等情况，治疗过程中都会采取氧疗的方式，由于氧疗救治过程中，用氧需求迅速增大，用氧量激增，武汉市各医院普遍出现用氧紧张、氧气压力不足的状况。
       武汉大学人民医院东院规划2300张（开放床位1600 余张），该院被确定为新冠病毒感染重症患者定点收治医院后，需将3号楼内的13个外科病区和5号楼内的12个内科病区（含中医、康复）共800住院床位腾出，用于紧急收治新冠病毒感染重症患者。两栋楼的平时病区及新冠病毒疫情期间的病区分布如下表。
       与武汉地区的其他医院一样，武汉大学人民医院东院在收治新冠病毒感染重症患者的初期同样存在用氧紧张，氧气压力不足的情况。正如四川援鄂医疗队危重组组长在2020年2月9日接受记者采访时所说的“我们人来了，但是就算有十八般武艺，也没有几件武器啊”一样。这位组长所说的武器，除了包括防护物资和床位资源外，最重要的武器就是“医用氧气”。这位组长还说“对于现在的武汉多家医院而言，氧气成为了奢侈品”。
改造前分析
       改造前的氧气供应能力及使用情况
       经现场实地调研，改造前该院氧气供应情况如下:
       主气源及氧气输出压力：该院氧气主气源为2台容积为10m³的卧式液氧贮罐，每日用氧量为8~ 10m³，氧气输出压力为0.5MPa。
       气化器及使用情况：设置有2台气化量为150 m³/h的液氧气化器，由于用氧量激增，气化器结冰、结霜严重，液氧气化不完全，分气缸及管道表面也有结霜现象。
分气缸及输出端管径与供应范围：分气缸输出端管道外径32mm(内径28mm)，分别供应医院门诊楼、医技楼、精神卫生中心、医技楼、干保楼，以及用于收治新冠病毒感染重症患者的病房楼（3号楼、5号楼）。
       终端氧气压力：改造前（收治新冠病毒感染重症患者初期），3号楼、5号楼内氧气终端处压力在0.2MPa左右，无法正常使用呼吸机及高流量氧治疗仪。
       用氧需求测算
       新冠病毒感染患者救治过程中，医生会根据患者病情严重程度采取不同的氧疗手段，并随时进行调整，呼吸机、高流量氧治疗仪等医疗设备投入使用的具体情况难于准确统计。
       根据GB 50751-2012《医用气体工程技术规范》医用气体系统气源用量计算公式Q=∑〔Qa+ Qb(n-1)η〕，结合疫情前期实际病例数统计情况，按照95%的患者使用普通鼻导管吸氧、5%的患者使用高流量鼻导管（CPAP呼吸机）吸氧，同时使用率均为100%，计算出800床的新冠病毒感染重症患者用氧量为453 m³/h，折合液氧约 13.6 m³/d。
       气化能力与主管管径分析
       经分析计算，医院原有的两台150m³/h气化器即使同时工作，仍无法满足末端用气量要求，造成氧气输送过程中流速加快、压力损失较大、氧气压降特别明显，造成末端使用压力低至0.2MPa左右，无法正常使用呼吸机及高流流量氧治疗仪。
       供3号楼和5号楼的原有氧气主管道内径仅为28mm，根据 GB 50316- 2000《工业金属管道设计规范》（2008年版），管道内氧气气流速按10m/s~15m/s、工作压力按0.5MPa计算，其氧输送能力仅为133 ~ 199m³/h， 无法满足前面计算的453 m³/h的氧气输送要求。
       系统改造综合方案制定
       根据前述理论计算，结合对改造前医院日用氧量分析判断，医院原有的主气源——2台容积为10m³的液氧贮罐，只需适当加大液氧充装频率即可满足用氧需求，可不进行扩容改造。而2台气化量为150m³/h的液氧气化器及一根外径32mm (内径28mm)的供氧管道不能满足救治新冠病毒感染重症患者的用氧需要，必须进行改造。
       制定改造方案前，对现场情况进行全面了解，医院液氧站房距 3 号楼和5号楼病区楼层最远端距离长达400余米，且管道沿线情况复杂，若自液氧站房向病区增设氧气主管道，不仅工作量太大，还涉及在污染区作业的问题，疫情期间，新增管道很难快速实现，而不增加供氧管道又难于解决供氧量和氧气压力不足的问题。
       为此，又仔细查阅了医用气体竣工图，发现自医技楼ICU及病房抢救室延伸出的一条备用管道(内径28 mm)，在3号楼和5号楼各楼层的二级减压箱前与病房楼的主管道汇集在一起， 正常状态下通过阀门与病区截断，此管可加以利用，为病区增加一条供氧主管道。
       在此基础上，综合考虑改造工作量大小、改造实施的边界线，以及改造后可达到的预期效果等因素，制定了氧气系统改造的分步实施方案:
第一步：快速实施的基本改造方案
包括以下基本改造内容：
►增加2台400m³/h气化处理量的；
►启用前述备用管道，可增加氧气输送流量一倍；
►增加二级减压箱旁路并打开流量计旁路，减少管路压力损失。
采取以上三项改造措施后，再适当提高液氧站的氧气管道输出压力(由0.5MPa提高至由0.6MPa)，达到增加氧气输送流量的目的。
       经分析计算，该方案实施完成后，3号楼和5号楼的供氧量可提高到310 ~ 466m³/h，能在较大程度上解决氧气流量和压力不足的问题，基本能满足前面计算的用氧量需求(453m³/h)，故将该方案作为改造实施的第一步。
第二步：邻楼宇借管补充输氧量的后备方案
       如果前述“快速实施的基本改造方案”实施完成后，仍不能满足用氧需求，利用医院的干保楼和精神卫生中心的供氧管道分别通过3号楼和5号楼的基础条件，考虑将干保楼和精神卫生中的供氧管道分别与3号楼和5号楼的供氧管道并管，用以补充对病区的供氧量。
       经分析测算，采取该后备方案后，应能进一步解决氧气流量和压力不足的问题。
第三步：资源调配方案
       考虑到疫情发展的不确定性，如遇收治的新冠病毒感染重症患者中，使用高流量鼻导管（CPAP呼吸机）吸氧的患者比例大幅度上升，采取前述的“快速实施的基本改造方案”和“相邻楼栋借管补充输氧进一步补充供氧量的后备方案”后仍不能满足用氧需求，可考虑通过资源调配的方式来进行医疗救治，进一步补充供氧量。
       采取本方案，不再增加系统改造内容，主要是通过管理方式，进一步增加供氧量。如对普通鼻导管吸氧患者改用可放置于床旁的小型制氧机供氧，而将中心供氧的氧气资源调配给使用呼吸机、高流量鼻导管（CPAP呼吸机）吸氧的极重患者使用，由此共同形成综合解决方案。
       经分析，采取以上三步后，应能彻底解决氧气流量和压力不足的问题，满足用氧需求。
系统改造方案实施与成效
       系统改造时，首先实施了前述第一步，即增加了2台400m³/h的、开通备用管道、增加二级减压箱旁路并打开流量计旁路后，将液氧站的氧气管道输出压力由0.5MPa提高至0.6MPa。改造完毕后经实测，病区氧气终端压力由0.2MPa左右上升到0.58MPa，满足了呼吸机和高流量鼻导管(CPAP呼吸机)的使用要求，氧气供应流量也满足了800床新冠肺炎重症惠者的用氧需求，改造效果明显，为该院后续的救治工作起到了强有力的支持保障作用，真正发挥了生命支持系统的功能。
       鉴于上述改造后的成效，未进一步实施前述改造方案的第二步和第三步。
思考和体会
       此次应急改造，只是特殊时期的临时之举，疫情结束后医疗业务恢复正常之前，应对非常时期采取的特殊手段恢复原样，如此次改造中的备用管道、流量计旁路和液氧站氧气输出压力等。
       氧气系统的应急改造应根据各医院的实际情况进行，如有的是通过对液氧罐、管路进行整体的改造，有的是通过把医用氧气钢瓶供应源更换成医用焊接绝热钢瓶供应源，还有的是在满足空间、用电负荷等前提下，通过安装制氧机进行氧气供应等，各医院应根据自身实际情况具体分析和实施。
        针对此类呼吸道传染性疾病，能否在以后的医用气体系统建设标准制定和医院医，用气体规划建设中，对可能出现的类似突发公共卫生事件作相应的考虑，让整个医用气体系统运行得更加安全、更有保障。例如，医用氧气主供气源宜采用液氧贮罐或液氧贮罐+医用分子筛制氧机联合供氧方式，氧气输送管道设计需考虑备用管路而且应设置应急氧气接口等。

以上案例摘自四川大学华西医院谭西平主编的《医用气体系统规划建设与运行管理》（2020年6月第一版），仅供参考。